【摘 要】
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本文针对当前检测技术难以在风电叶片服役条件下进行内部缺陷的检测,而停机检测存在效率低下、影响经济效益等问题,提出了基于无人机搭载的风叶内部缺陷超声检测装置,并开展相关测试装置的设计与试验研究。本文主要从装置的整体设计方案、核心部件的设计与分析和样机试验三个方面进行研究。文章的重点研究内容和重要结论如下:1)分析国内外风电叶片检测方式的研究现状,得出常规超声探伤法已可成熟应用于风电叶片内部缺陷的检测
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本文针对当前检测技术难以在风电叶片服役条件下进行内部缺陷的检测,而停机检测存在效率低下、影响经济效益等问题,提出了基于无人机搭载的风叶内部缺陷超声检测装置,并开展相关测试装置的设计与试验研究。本文主要从装置的整体设计方案、核心部件的设计与分析和样机试验三个方面进行研究。文章的重点研究内容和重要结论如下:1)分析国内外风电叶片检测方式的研究现状,得出常规超声探伤法已可成熟应用于风电叶片内部缺陷的检测,但由于需要与被检测物接触的限制,难以检测运行中的风电叶片,因此提出将超声波检测装置、负压吸附式小车和无人机相结合的检测装置。2)设计一根可搭载于无人机上的轻型电动伸缩杆,实现推送负压吸附式超声波检测小车至风电叶片表面上的功能需求。采用先结构设计后仿真分析的方法,仿真出伸缩杆工作状态下完全伸出时的最大变形量为0.7575mm,不会发生明显变形,验证了伸缩杆强度的可行性,最终设计出一款完全伸出长度为1.60m,自身质量为981.77g,伸缩速度为12.57mm/s的轻型电动伸缩杆。3)基于负压吸附式小车搭载超声波探头的设计思路,解决了常规接触式超声波检测装置需要在与风电叶片相对静止的状态下接触其表面才能进行检测的限制条件。分别对小车的负压吸附系统和减速模块进行了设计计算和仿真分析,最终获得吸力为5.2743N,行驶速度为1.90mm/s的吸附小车。4)搭建了风力发电模拟试验机,同时对服役条件下的风电叶片内部缺陷的超声波检测装置进行安装调试,然后进行试验研究,装置检测出了直径为1mm、3mm、6mm和9mm的圆形人工预制内部缺陷,准确率为100%,验证了该装置的可行性。本研究为服役条件下的风电叶片内部缺陷的检测提供了新的思路和理论线索。
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